CN1721125A - 用于气体保护电弧焊的实芯焊丝 - Google Patents

用于气体保护电弧焊的实芯焊丝 Download PDF

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Abstract

一种用于气体保护电弧焊的实芯焊丝的组成，含有0.02～0.10质量％的C、0.65～1.00质量％的Si、1.40～1.80质量％的Mn、0.005～0.025质量％的S、0.05～0.18质量％的Ti、0.10～0.35质量％的Mo及0.45质量％以下的Cu，剩余部分由Fe及不可避免的杂质构成，Mn及Mo的合计含有量为2.10质量％以下，Si及Ti的合计含有量为0.75质量％以上，S及O的合计含有量为0.030质量％以下，上述不可避免的杂质中P限制在0.020质量％以下，O限制在0.0100质量％以下。据此，以大热量输入·高焊道间温度条件施行气体保护电弧焊时，焊接部具备足够机械性能，且焊渣发生少、焊渣剥离性良好。

Description

用于气体保护电弧焊的实芯焊丝
技术领域
本发明涉及一种对软钢或强度在520N/mm2级以下的高强度钢进行二氧化碳气体保护电弧焊时使用的用于气体保护电弧焊的实芯焊丝。
背景技术
近来，在建筑钢结构领域中，主要使用以二氧化碳(CO2)气体作为保护气体的气体保护电弧焊接法。其理由是因为：二氧化碳气体保护电弧焊接法具有效率高的优点。并且，以提高耐震性为着眼点，为了谋求提高焊接接头部的性能，在1997年的JASS6修订及1999年建筑基准法修订中，对焊接时的热量输入·焊道间温度其上限管理进行了规定。
受这种倾向的影响，关于焊丝也开发出了与大热量输入·高焊道间温度条件对应的焊丝。并且，1999年，作为540N/mm2级焊丝，由JIS(JapaneseIndustrial Standards；日本工业规格)进行了规定。若采用这种焊丝，则例如，相对于490N/mm2级钢板而言，焊接时的最大热量输入允许为40kJ/cm，焊道间温度最高允许到350℃。另外，相对于520N/mm2级钢板而言，焊接时的最大热量输入允许为30kJ/cm，焊道间温度最高允许到250℃。从那以后至今，在大热量输入·高焊道间温度条件下获得优于现有焊丝机械性能的540N/mm2级焊丝急剧普及发展起来。
在此之前开发的作为二氧化碳气体保护电弧焊接用与大电流·高焊道间温度对应的焊丝，有特开平10-230387号公报、特开平11-090678号公报、特开2000-317678号公报、特开2001-287086号公报、特开2002-321087号公报、特开2002-346789号公报、特开2002-079395号公报、特开2003-119550号公报、特开2003-136281号公报等所述的焊丝。这些焊丝其特征是，普遍含有比现有焊丝多的Si、Mn及Ti这种脱氧成分，且根据必要添加Mo、B、Cr、Al、Nb及V等。
不过，上述的现有技术中，具有如以下所示的问题点。以前，焊接几乎都是由作业者使用焊接机进行的半自动焊接法，不过，以由于省人力化带来的成本降低、还有由于夜间及休息日的无人运转而带来的效率的进一步提高为目的，由机器人进行的全自动焊接普及起来。并且，关于上述的540N/mm2级焊丝，向很难进行热量输入管理及焊道间温度管理的半自动焊接的普及取得进展，而最近在机器人焊接中适用540N/mm2级焊丝也多起来。
不过，在此之前开发的与大电流·高焊道间温度对应的焊丝，没有考虑往机器人上搭载而设计。因此，现有的与大电流·高焊道间温度对应的焊丝中，存在焊渣发生量多且焊渣从焊接金属部的剥离性差这样的缺点。若使用这种现有的焊丝进行焊接，则随着焊接而在焊接部堆积焊渣，堆积的焊渣成为降低电弧稳定性、焊透不足及夹渣这些缺陷发生的直接原因。另外，不管多少若焊渣不能自然剥离，则即使机器人错开起动位置且再试着电弧焊也持续起弧(电弧起动)错误，机器人判定为错误而停止。焊接机器人其最大优点是能够使作业无人化。可是，短时间内焊渣堆积而引起了电弧的不稳定化，为了使起弧错误复位，以高频率进行起弧部的焊渣去除等由人工进行的焊渣去除作业是必要的，从而存在不能有效利用焊接机器人的优点。
发明内容
本发明即是鉴于上述问题点而产生的，其目的在于提供一种用于气体保护电弧焊的实芯焊丝，其相对于软钢或强度在520N/mm2级以下的高强度钢而言，在大热量输入·高焊道间温度条件下施行气体保护电弧焊接时焊接部具有足够的机械性能同时焊渣发生量少、焊渣剥离性良好。
本发明的第1种用于气体保护电弧焊的实芯焊丝，含有C：0.02～0.10质量％、Si：0.65～1.00质量％、Mn：1.40～1.80质量％、S：0.005～0.025质量％、Ti：0.05～0.18质量％、Mo：0.10～0.35质量％及Cu：0.45质量％以下，剩余部分由Fe及不可避免的杂质构成，Mn及Mo的合计含有量为2.10质量％以下，Si及Ti的合计含有量为0.75质量％以上，S及O的合计含有量为0.030质量％以下，上述不可避免的杂质中P限制在0.020质量％以下，O限制在0.0100质量％以下。
本发明中，通过规定焊丝中的Mn、Ti及O的含有量的上限值从而能够降低焊渣的生成量。另外，通过含有S，同时限制Mn、Mo及Cu的上限值，从而能够提高焊渣的剥离性。再有，通过如上述规定各成分的含有量，从而即使在大热量输入·高焊道间温度条件下施行焊接也不会降低焊接金属部的机械性质。再有，还通过含有Ti，从而能够稳定电弧、降低飞溅发生量。
本发明的第2种用于气体保护电弧焊的实芯焊丝，含有C：0.02～0.10质量％、Si：0.65～1.00质量％、Mn：1.40～1.80质量％、S：0.005～0.025质量％、Ti：0.05～0.18质量％、Mo：0.10～0.35质量％、Cu：0.45质量％以下及B：0.0015～0.0050质量％，剩余部分由Fe及不可避免的杂质构成，Mn及Mo的合计含有量为2.10质量％以下，Si及Ti的合计含有量为0.75质量％以上，S及O的合计含有量为0.030质量％以下，上述不可避免的杂质中P限制在0.020质量％以下，O限制在0.0100质量％以下。
本发明中，通过规定焊丝中的Mn、Ti及O的含有量的上限值从而能够降低焊渣的生成量。另外，通过含有S，同时，限制Mn、Mo及Cu的上限值，从而能够提高焊渣的剥离性。再有，通过如上述规定各成分的含有量，从而即使在大热量输入·高焊道间温度条件下施行焊接也不会降低焊接金属部的机械性质。再有，还通过含有Ti，从而能够稳定电弧、降低飞溅发生量。再有，还通过在焊丝中含有B，从而能够更加提高焊接金属部韧性。
本发明的第3用于气体保护电弧焊的实芯焊丝，含有C：0.02～0.10质量％、Si：0.65～1.00质量％、Mn：1.40～1.80质量％、S：0.005～0.025质量％、Ti：0.05～0.18质量％、Mo：0.10～0.35质量％及Cu：0.45质量％以下，还含有从由Nb、V、Al、Cr及Ni组成的群组中选择的1种或2种以上的元素分别为0.20质量％以下，剩余部分由Fe及不可避免的杂质构成，Mn及Mo的合计含有量为2.10质量％以下，Si及Ti的合计含有量为0.75质量％以上，S及O的合计含有量为0.030质量％以下，上述不可避免的杂质中P限制在0.020质量％以下，O限制在0.0100质量％以下。
本发明中，通过规定焊丝中的Mn、Ti及O的含有量的上限值从而能够降低焊渣的生成量。另外，通过含有S，同时限制Mn、Mo及Cu的上限值，从而能够提高焊渣的剥离性。再有，通过如上述规定各成分的含有量，从而即使在大热量输入·高焊道间温度条件下施行焊接也不会降低焊接金属部的机械性质。再有，还通过含有Ti，从而能够稳定电弧、降低飞溅发生量。再有，还通过在焊丝中含有Nb、V、Al、Cr或Ni，从而能够更加提高焊接金属部强度。
本发明的第4用于气体保护电弧焊的实芯焊丝，含有C：0.02～0.10质量％、Si：0.65～1.00质量％、Mn：1.40～1.80质量％、S：0.005～0.025质量％、Ti：0.05～0.18质量％、Mo：0.10～0.35质量％、Cu：0.45质量％以下及B：0.0015～0.0050质量％，还含有从由Nb、V、Al、Cr及Ni组成中选择的1种或2种以上的元素分别为0.20质量％以下，剩余部分由Fe及不可避免的杂质构成，Mn及Mo的合计含有量为2.10质量％以下，Si及Ti的合计含有量为0.75质量％以上，S及O的合计含有量为0.030质量％以下，上述不可避免的杂质中P限制在0.020质量％以下，O限制在0.0100质量％以下。
本发明中，通过规定焊丝中的Mn、Ti及O的含有量的上限值从而能够降低焊渣的生成量。另外，通过含有S，同时限制Mn、Mo及Cu的上限值，从而能够提高焊渣的剥离性。再有，通过如上述规定各成分的含有量，从而即使在大热量输入·高焊道间温度条件下施行焊接也不会降低焊接金属部的机械性质。再有，还通过含有Ti，从而能够稳定电弧、降低飞溅发生量。再有，还通过在焊丝中含有B，从而能够更加提高焊接金属部韧性。再有，还通过在焊丝中含有Nb、V、Al、Cr或Ni，从而能够更加提高焊接金属部强度。
本发明的第5用于气体保护电弧焊的实芯焊丝，含有C：0.02～0.10质量％、Si：0.65～1.00质量％、Mn：1.40～1.80质量％、S：0.005～0.025质量％、Ti：0.05～0.18质量％及Mo：0.10～0.35质量％，剩余部分由Fe及不可避免的杂质构成，Mn及Mo的合计含有量为2.10质量％以下，Si及Ti的合计含有量为0.75质量％以上，S及O的合计含有量为0.030质量％以下，上述不可避免的杂质中P限制在0.020质量％以下，O限制在0.0100质量％以下。
本发明中，通过规定焊丝中的Mn、Ti及O的含有量的上限值从而能够降低焊渣的生成量。另外，通过含有S，同时限制Mn及Mo的上限值，从而能够提高焊渣的剥离性。再有，通过如上述规定各成分的含有量，从而即使在大热量输入·高焊道间温度条件下施行焊接也不会降低焊接金属部的机械性质。再有，还通过含有Ti，从而能够稳定电弧、降低飞溅发生量。
本发明的第6用于气体保护电弧焊的实芯焊丝，含有C：0.02～0.10质量％、Si：0.65～1.00质量％、Mn：1.40～1.80质量％、S：0.005～0.025质量％、Ti：0.05～0.18质量％、Mo：0.10～0.35质量％及B：0.0015～0.0050质量％，剩余部分由Fe及不可避免的杂质构成，Mn及Mo的合计含有量为2.10质量％以下，Si及Ti的合计含有量为0.75质量％以上，S及O的合计含有量为0.030质量％以下，上述不可避免的杂质中P限制在0.020质量％以下，O限制在0.0100质量％以下。
本发明中，通过规定焊丝中的Mn、Ti及O的含有量的上限值从而能够降低焊渣的生成量。另外，通过含有S，同时限制Mn及Mo的上限值，从而能够提高焊渣的剥离性。再有，通过如上述规定各成分的含有量，从而即使在大热量输入·高焊道间温度条件下施行焊接也不会降低焊接金属部的机械性质。再有，还通过含有Ti，从而能够稳定电弧、降低飞溅发生量。再有，还通过在焊丝中含有B，从而能够更加提高焊接金属部韧性。
本发明的第7用于气体保护电弧焊的实芯焊丝，含有C：0.02～0.10质量％、Si：0.65～1.00质量％、Mn：1.40～1.80质量％、S：0.005～0.025质量％、Ti：0.05～0.18质量％及Mo：0.10～0.35质量％、还含有从由Nb、V、Al、Cr及Ni组成的群组中选择的1种或2种以上的元素分别为0.20质量％以下，剩余部分由Fe及不可避免的杂质构成，Mn及Mo的合计含有量为2.10质量％以下，Si及Ti的合计含有量为0.75质量％以上，S及O的合计含有量为0.030质量％以下，上述不可避免的杂质中P限制在0.020质量％以下，O限制在0.0100质量％以下。
本发明中，通过规定焊丝中的Mn、Ti及O的含有量的上限值从而能够降低焊渣的生成量。另外，通过含有S，同时限制Mn及Mo的上限值，从而能够提高焊渣的剥离性。再有，通过如上述规定各成分的含有量，从而即使在大热量输入·高焊道间温度条件下施行焊接也不会降低焊接金属部的机械性质。再有，还通过含有Ti，从而能够稳定电弧、降低飞溅发生量。再有，还通过在焊丝中含有Nb、V、Al、Cr或Ni，从而能够更加提高焊接金属部强度。
本发明的第8用于气体保护电弧焊的实芯焊丝，含有C：0.02～0.10质量％、Si：0.65～1.00质量％、Mn：1.40～1.80质量％、S：0.005～0.025质量％、Ti：0.05～0.18质量％、Mo：0.10～0.35质量％及B：0.0015～0.0050质量％，还含有从由Nb、V、Al、Cr及Ni组成的群组中选择的1种或2种以上的元素分别为0.20质量％以下，剩余部分由Fe及不可避免的杂质构成，Mn及Mo的合计含有量为2.10质量％以下，Si及Ti的合计含有量为0.75质量％以上，S及O的合计含有量为0.030质量％以下，上述不可避免的杂质中P限制在0.020质量％以下，O限制在0.0100质量％以下。
本发明中，通过规定焊丝中的Mn、Ti及O的含有量的上限值从而能够降低焊渣的生成量。另外，通过含有S，同时限制Mn及Mo的上限值，从而能够提高焊渣的剥离性。再有，通过如上述规定各成分的含有量，从而即使在大热量输入·高焊道间温度条件下施行焊接也不会降低焊接金属部的机械性质。再有，还通过含有Ti，从而能够稳定电弧、降低飞溅发生量。再有，还通过在焊丝中含有B，从而能够更加提高焊接金属部韧性。再有，还通过在焊丝中含有Nb、V、Al、Cr或Ni，从而能够更加提高焊接金属部强度。
另外，优选是C的含有量为0.05质量％以上。再有，优选是Ti的含有量为0.16质量％以下。
再有，优选是上述用于气体保护电弧焊的实芯焊丝中，每10kg焊丝的重量中在焊丝表面上附着0.01g～1.00g(即0.01g/10kg～1.00g/10kg)的MoS2。从而，能够更加提高焊渣的剥离性。
根据本发明，通过如上述对用于气体保护电弧焊接的实芯焊丝的组成进行规定，从而相对于软钢或强度在520N/mm2级以下的高强度钢而言，在大热量输入·高焊道间温度条件下施行二氧化碳气体保护电弧焊时，能够减少焊渣的发生量、使焊渣的剥离性良好且足够高地确保焊接部的机械性能。
附图说明
图1是选取Mn含有量作横轴、选取Mo含有量作纵轴，表示本发明的成分范围及由于在该成分范围之外而产生的影响的曲线图。
图2是选取Si含有量作横轴、选取Ti含有量作纵轴，表示本发明的成分范围及由于在该成分范围之外而产生的影响的曲线图。
图3是选取S含有量作横轴、选取O含有量作纵轴，表示本发明的成分范围及由于在该成分范围之外而产生的影响的曲线图。
图4是表示焊接试验片的形状及尺寸的平面图及侧视图。
具体的实施方式
本发明者们为了解决上述问题点而反复进行关于焊接焊渣的研究，查清了涉及焊渣生成量及焊渣剥离性的影响要因，获得以下所示的观点。焊接焊渣的生成量与强脱氧成分、即Mn及Ti的含有量有很大关系，它们的含有量增加则焊渣的生成量也增加。另外，焊渣从焊接金属部剥离的剥离性，与熔融状态的焊渣/焊接金属间界面能量、凝固后焊渣自身的强度、焊接金属部表面的凹凸即焊接金属部的物理性高低差和其高低部位生成频率有很大关系，随着Mn含有量及Mo含有量的增加、还有S含有量的减少而剥离性降低。另外，作为焊丝成分以外的要因，很明显若焊丝的进给不稳定，则熔池的形成紊乱，生成的焊渣厚度不均，焊渣剥离性降低。这些都是以前所未知的观点。并且，这些影响因素，在现有的用于高强力钢的焊丝、用于低温钢焊接的焊丝及用于高电流的焊丝中，一般被认为是不能回避焊渣量增大及剥离性降低的要因。
另一方面，根据上述观点，若过分追求焊渣生成量的降低及剥离性的提高，则很明显容易产生焊接金属部的强度及韧性等机械性能降低、高电流焊接时的电弧稳定性降低、还有飞溅量增大这些问题。
为此，本发明考虑到上述各要素，开发出一种用于气体保护电弧焊的实芯焊丝，是作为适于机器人焊接的用于大热量输入·高电流焊接的最适当的焊丝，即(1)焊渣发生量少；(2)焊渣剥离性良好；(3)热量输入大、焊道间温度高，从而即使在焊接金属部的冷却速度小的焊接条件下焊接金属部也能获得优越的机械性能，还能防止由于喷嘴堵塞而阻碍连续焊接的情形；(4)飞溅发生量少。
下面，对本发明的实施方式进行具体说明。首先，关于本发明的第1实施方式进行说明。本实施方式的用于气体保护电弧焊的焊丝(以下，只称叫焊丝)，是一种相对于软钢或强度在490N/mm2级以下的高强度钢而言，在最大热量输入40kJ/cm、最高焊道间温度350℃的条件下施行二氧化碳气体保护电弧焊接时，或相对于强度在520N/mm2级以下的高强度钢而言，在最大热量输入30kJ/cm、最高焊道间温度250℃的条件下施行二氧化碳气体保护电弧焊接时所使用的焊丝。这种焊丝，例如搭载在焊接机器人上，使用于自动焊接。
这种焊丝的组成，含有C：0.02～0.10质量％、Si：0.65～1.00质量％、Mn：1.40～1.80质量％、S：0.005～0.025质量％、Ti：0.05～0.18质量％、Mo：0.10～0.35质量％及Cu：0.45质量％以下，剩余部分由Fe及不可避免的杂质构成，Mn及Mo的合计含有量为2.10质量％以下，Si及Ti的合计含有量为0.75质量％以上，S及O的合计含有量为0.030质量％以下，上述不可避免的杂质中P被限制在0.020质量％以下，O限制在0.0100质量％以下。更优选是C：0.05～0.10质量％，Ti：0.05～0.16质量％。
另外，在焊丝表面，每10kg焊丝附着0.01～1.00gMoS2。即，MoS2附着量0.01g/10kg～1.00g/10kg。该MoS2例如利用涂覆而覆盖焊丝表面。
下面，关于本发明的数值限定理由进行说明。
C含有量：0.02～0.10质量％
碳(C)是用以确保焊接金属部强度的重要的添加元素，而C含有量不足0.02质量％时，在大热量输入·高焊道间温度焊接时焊接金属部的冷却速度小，而不能确保必要的强度。因此，要使C含有量为0.02质量％以上。最好是0.05质量％以上。另一方面，若在焊丝添加C过剩，则在焊接金属部容易发生高温裂纹。若C含有量超过0.10质量％，则高温裂纹的发生显著，因此，要使C含有量为0.10质量％以下。
Si含有量：0.65～1.00质量％
硅(Si)对焊渣生成量及焊渣剥离性没有太大影响，而主要为了确保强度、防止由于脱氧产生的气孔缺陷及提高溶合性而添加。这些效果在添加0.65质量％以上时生效。因此，Si含有量为0.65质量％以下。不过，Ti含有量少时，需要进一步增加Si含有量。另一方面，若Si含有量超过1.00质量％而添加过剩，则焊接金属部的韧性降低。因此，Si含有量为1.00质量％以下。
Mn含有量：1.40～1.80质量％
锰(Mn)具有促进脱氧，同时提高焊接金属部的强度及韧性的效果。现有的一般性的用于大热量输入的焊丝大多含有Mn，而另一方面，Mn可增加焊渣生成量，且降低剥离性。在由机器人等进行的自动焊接时，与由人工进行的焊接相比较，焊丝的突出长度短且稳定，因而保护性良好，在大热量输入焊接条件下，脱氧元素的氧化消耗量也少。因此，本发明中，使Mn含有量低于现有而设计，从而，改善焊接金属部的机械性能和焊渣发生量及焊渣剥离性的均衡。Mn含有量不足1.40质量％，大热量输入时的焊接金属部的强度及韧性不足。因此，Mn含有量要在1.40质量％以上。另一方面，若Mn含有量超过1.80质量％，则焊渣量增加，剥离性降低。因此，Mn含有量为1.80质量％以下。最好是在1.7质量％以下。不过，Mo含有量多时，必须对应于Mo含有量减少Mn含有量的上限。
S含有量：0.005～0.025质量％
硫黄(S)的添加具有降低熔池表面张力、减少凝固时的物理性凹凸使焊接金属部表面平滑的效果。从而，提高焊渣剥离性。不过，S含有量不足0.005质量％时不能达到此效果。因此，S含有量为0.005质量％以上。最好是在0.009质量％以上。另一方面，添加S超过0.025质量％时，改善焊接金属部表面形状的效果会饱和，而且还会降低焊接金属部韧性，容易发生高温裂纹。另外，焊渣形态发生粒状化，妨碍由电弧进行的熔化，成为不稳定要因。因此，S含有量为0.025质量％以下。不过，O含有量多时，必须对应于O含有量降低S含有量的上限值。
Ti含有量：0.05～0.18质量％
钛(Ti)的添加，具有提高高电流区域的电弧稳定性的效果。Ti含有量不足0.05质量％，电弧稳定性降低，飞溅发生量增加。因此，Ti含有量设为0.05质量％以上。不过，Si含有量少时必须增加Ti含有量。另一方面，若在焊丝中添加超过0.18质量％的Ti，则焊渣量多得过剩，很难由电弧进行熔化而阻碍连续焊接。因此，Ti含有量为0.18质量％以下。最好是在0.16质量％以下。
Mo含有量：0.10～0.35质量％
钼(Mo)具有提高焊接金属的淬火性、提高焊接金属部的强度的效果。为了获得此效果，必须最低添加0.01质量％以上的Mo。因此，Mo含有量为0.10质量％以上。另一方面，Mo使焊渣硬度上升，且很难使焊渣破碎、降低剥离性。若Mo含有量超过0.35质量％，则焊渣剥离性急剧降低，因此，Mo含有量为0.35质量％以下。不过，Mn含有量多时，必须对应于Mn含有量而降低Mo含有量的上限值。
Cu含有量：0.45质量％以下
铜(Cu)是以提高淬火性为目的而有时含有在焊丝中的。另外，以提高焊丝的进给性为目的，有时在焊丝表面施行镀铜。不过，若在焊丝中过剩地添加或镀Cu，则在焊接金属部容易发生高温裂纹，同时，焊渣的性质发生变化，剥离性降低。若焊丝中添加超过0.45质量％的Cu，则这些问题更加显著，因此，Cu含有量为0.45质量％以下。另一方面，为了提高淬火性或进给性，优选是Cu含有量为0.10质量％以上。还有，在线材表面施以镀铜的焊丝中，上述Cu含有量，为含在线材中的Cu量和含在镀铜中的Cu量的合计量。
Mn及Mo的合计含有量：2.10质量％以下
Mn及Mo都具有降低焊渣剥离性的性质，若Mn及Mo含有量合计超过2.10质量％，则焊渣剥离性显著降低。另外，焊渣量也增加。因此，Mn及Mo合计含有量为2.10质量％以下。
Si及Ti的合计含有量：0.75质量％以上
Si及Ti多少具有互补关系，另一方能够补充一方的效果，而若合计含有量不在0.75质量％以上，则飞溅量增加，同时，焊接金属部的强度降低。因此，Si及Ti的合计含有量为0.75质量％以上。
S及O的合计含有量：0.030质量％以下
若S及O的合计含有量超过0.030质量％，则焊接金属部容易发生高温裂纹，同时焊渣形状发生粒状化，因此，妨碍由电弧进行的熔融，成为不稳定要因。另外，焊接金属部的韧性也降低。因此，S及O的合计含有量为0.030质量％以下。
P含有量：0.020质量％以下
在钢中P作为不可避免的杂质而混入，磷(P)是发生高温裂纹的主要元素之一，没有故意添加在本发明的焊丝中的优点。若P含有量超过0.020质量％，则高温裂纹成为问题。因此，P含有量限制在0.020质量％以下。
O含有量：0.0100质量％以下
在钢中O作为不可避免的杂质而混入，而焊渣是氧化物，因此，若焊丝中的O量增加，则由化学反应产生的焊渣生成量也增加。另外，若O含有量增加，则焊接金属部中的夹杂物增加，因此，在焊接金属部容易发生高温裂纹，同时，焊接金属部的韧性降低。通常，若O含有量为0.0100质量％以下，则不存在问题，因此，O含有量限制在0.0100质量％以下。不过，S含有量多时，为了防止高温裂纹，而减少O含有量的上限值。还有，上述O含有量的规定，与焊丝中O的分布、即是含有在线材主体中还是存在表面的O的存在位置没有关系，能够按总合计规定。
焊丝表面的MoS2 附着量：0.01g/10kg～1.00g/10kg
如上所述，焊丝的进给性也对剥离性造成很大影响。焊丝的进给稳定，从而，熔池的形成也稳定，生成的焊渣的厚度均匀，热收缩的变形均匀地作用，从而，焊渣容易全部剥离。存在焊丝表面的MoS2，可降低焊嘴·焊丝间给电点的热粘接，提高焊丝的进给性。现有已知一种技术，是沿焊丝表面的晶粒边界使焊丝过度氧化从而提高焊丝的进给性，而这种方法具有O含有量过剩、焊渣生成量增加的缺点。与此相对，在焊丝表面附着MoS2的方法，不用担心焊渣生成量增加等，因此，最适宜作为提高焊丝进给性的方法。该效果，通过在焊丝表面每10kg焊丝附着0.01g以上的MoS2，从而更加显著。另一方面，若每10kg焊丝附着多于1.00g的MoS2，则进给机构内堆积MoS2，MoS2堵塞在进给机构内，反而降低焊丝进给性。从而，对焊渣性状造成影响，降低焊渣的剥离性。因此，焊丝表面的MoS2附着量优选为0.01g/10kg～1.00g/10kg。
参照附图总结说明上述各成分的含有量的限定理由。图1是选取Mn含有量作横轴、选取Mo含有量作纵轴，表示本发明的成分范围及由于在该成分范围之外而产生的影响的曲线图，图2是选取Si含有量作横轴、选取Ti含有量作纵轴，表示本发明的成分范围及由于在该成分范围之外而产生的影响的曲线图，图3是选取S含有量作横轴、选取O含有量作纵轴，表示本发明的成分范围及由于在该成分范围之外而产生的影响的曲线图。图1～图3中，区域1表示本发明的范围，区域2位于区域1的内部，表示本发明的更适宜范围。
如图1所示，若Mn含有量多于本发明的范围(区域1)，则焊渣量过剩，同时剥离性下降。另外，若Mn含有量少于本发明的范围(区域1)，则焊接金属部的强度及韧性下降。另一方面，若Mo含有量多于本发明范围，则剥离性下降。另外，若Mo含有量少于本发明范围，则焊接金属部的强度下降。
另外，如图2所示，若Si含有量多于本发明范围，则焊接金属部的韧性下降。另外，若Si含有量少于本发明范围，则焊接金属部的强度下降。另一方面，若Ti含有量多于本发明范围，则焊渣量过剩。另外，若Ti含有量少于本发明范围，则电弧不稳定，飞溅量增加。
再有，如图3所示，若S含有量多于本发明范围，则焊接金属部的韧性及耐高温裂纹性下降。另外，若S含有量少于本发明范围，则焊渣的剥离性下降。另一方面，若O含有量多于本发明范围，则焊渣量过剩。
以下，关于本实施方式的效果进行说明。如上所述，本实施方式的焊丝中，限制Mn含有量在1.80质量％以下、Ti含有量在0.18质量％以下、O含有量在0.0100质量％以下，因此，焊渣生成量少。另外，Mn含有量在1.80质量％以下、S含有量在0.005质量％以上、Mo含有量在0.35质量％以下、Cu含有量在0.45质量％以下，在焊丝表面，每10kg焊丝附着0.01g以上的MoS2，因此，焊渣剥离性良好。再有，如上所述规定各成分，因此，即使在大热量输入·高焊道间温度条件下施行焊接也能够使焊接金属部的机械性质维持在良好状态。再有，Ti含有量在0.05质量％以上，因此，电弧稳定，飞溅发生量少。
如此，本实施方式中，通过将焊丝诸成分规定在适宜范围内，从而，在主要作为钢结构建筑用而采用的大热量输入·高焊道间温度焊接中，能够维持焊接金属部的良好机械性质，谋求作为讫今为此较大课题的焊渣量的降低及焊渣剥离性的提高。该技术，极适于希望今后日益增加的由使用机器人进行的自动焊接化及无人焊接化。也就是说，所获得的(1)随着焊渣堆积而产生的电弧不稳定的消除；(2)夹渣缺陷的改善；(3)可以连续层叠的板厚的增大；(4)随着焊渣去除作业次数的减少及剥离性提高而带来的作业负荷降低；(5)由于起弧错误而产生的机器人停止及随之产生的复位作业的频率减少等效果是巨大的，对提高钢结构建筑的效率、降低成本具有很大贡献。
下面，关于本发明的第2实施方式进行说明。本实施方式的用于气体保护电弧焊的实芯焊丝，与上述的第1实施方式相同，是一种相对于软钢或强度在490N/mm2级以下的高强度钢而言，在最大热量输入40kJ/cm、最高焊道间温度350℃的条件下施行二氧化碳气体保护电弧焊接时，或相对于强度在520N/mm2级以下的高强度钢而言，在最大热量输入30kJ/cm、最高焊道间温度250℃的条件下施行二氧化碳气体保护电弧焊接时所使用的焊丝。
该焊丝的组成，含有C：0.02～0.10质量％、Si：0.65～1.00质量％、Mn：1.40～1.80质量％、S：0.005～0.025质量％、Ti：0.05～0.18质量％、Mo：0.10～0.35质量％、Cu：0.45质量％以下及B：0.0015～0.0050质量％，剩余部分由Fe及不可避免的杂质构成，Mn及Mo的合计含有量为2.10质量％以下，Si及Ti的合计含有量为0.75质量％以上，S及O的合计含有量为0.030质量％以下，上述不可避免的杂质中P限制在0.020质量％以下，O限制在0.0100质量％以下。更优选是C：0.05～0.10质量％，Ti：0.05～0.16质量％。
另外，在焊丝表面，每10kg焊丝附着0.01～1.00gMoS2。即，MoS2附着量0.01g/10kg～1.00g/10kg。该MoS2例如利用涂覆而覆盖焊丝表面。
下面，关于B含有量的数值限定理由进行说明。本实施方式的B含有量以外的数值限定理由与上述第1实施方式相同。
B含有量：0.0015～0.0050质量％
硼(B)具有少量添加可以提高焊接金属部韧性的效果。不过，B含有量不足0.0015质量％时，不能达到提高韧性的效果，因此，以0.0015质量％作为B含有量的下限值。另一方面，若超过0.0050质量％而过剩地添加B，则容易发生焊接金属部的高温裂纹。因此，以0.0050质量％作为B含有量的上限值。
本实施方式中，除了上述第1实施方式的效果外，还通过在焊丝中添加B，从而，能够更加提高焊接金属部韧性。本实施方式的上述以外的效果与上述第1实施方式相同。
下面，关于本发明的第3实施方式进行说明。本实施方式的用于气体保护电弧焊的实芯焊丝，与上述的第1及第2实施方式相同，是一种相对于软钢或强度在490N/mm2级以下的高强度钢而言，在最大热量输入40kJ/cm、最高焊道间温度350℃的条件下施行二氧化碳气体保护电弧焊接时，或相对于强度在520N/mm2级以下的高强度钢而言，在最大热量输入30kJ/cm、最高焊道间温度250℃的条件下施行二氧化碳气体保护电弧焊接时所使用的焊丝。
该焊丝的组成，含有C：0.02～0.10质量％、Si：0.65～1.00质量％、Mn：1.40～1.80质量％、S：0.005～0.025质量％、Ti：0.05～0.18质量％、Mo：0.10～0.35质量％及Cu：0.45质量％以下，还含有从由Nb、V、Al、Cr及Ni组成的群组中选择的1种或2种以上的元素分别为0.20质量％以下，剩余部分由Fe及不可避免的杂质构成，Mn及Mo的合计含有量为2.10质量％以下，Si及Ti的合计含有量为0.75质量％以上，S及O的合计含有量为0.030质量％以下，上述不可避免的杂质中P限制在0.020质量％以下，O限制在0.0100质量％以下。更优选是C：0.05～0.10质量％，Ti：0.05～0.16质量％。另外，在焊丝表面，每10kg焊丝附着0.01～1.00gMoS2。
下面，关于Nb、V、Al、Cr及Ni含有量的数值限定理由进行说明。本实施方式的上述以外的数值限定理由与上述第1实施方式相同。
从由Nb、V、Al、Cr及Ni组成的群组中选择的1种或2种以上的元素的 含有量：分别为0.20质量％以下
Nb、V、Al、Cr及Ni，是为了提高焊接金属部的强度而根据必要而微量添加的元素。不过，若分别含有量超过0.20质量％，则焊渣量增加。另外，Nb、V、Al、Cr的含有量分别超过0.20质量％，则焊接金属部的韧性降低。因此，Nb、V、Al、Cr及Ni的含有量分别以0.20质量％为上限。
本实施方式中，除了上述第1实施方式的效果外，还通过在焊丝中添加从由Nb、V、Al、Cr及Ni组成的群组中选择的1种或2种以上的元素，从而，能够更加提高焊接金属部的强度。本实施方式的上述以外的效果与上述第1实施方式相同。
下面，关于本发明的第4实施方式进行说明。本实施方式的用于气体保护电弧焊的实芯焊丝，与上述的第1～第3实施方式相同，是一种相对于软钢或强度在490N/mm2级以下的高强度钢而言，在最大热量输入40kJ/cm、最高焊道间温度350℃的条件下施行二氧化碳气体保护电弧焊接时，或相对于强度在520N/mm2级以下的高强度钢而言，在最大热量输入30kJ/cm、最高焊道间温度250℃的条件下施行二氧化碳气体保护电弧焊接时所使用的焊丝。
该焊丝的组成，含有C：0.02～0.10质量％、Si：0.65～1.00质量％、Mn：1.40～1.80质量％、S：0.005～0.025质量％、Ti：0.05～0.18质量％、Mo：0.10～0.35质量％、Cu：0.45质量％以下及B：0.0015～0.0050质量％，还含有从由Nb、V、Al、Cr及Ni组成的群组中选择的1种或2种以上的元素分别为0.20质量％以下，剩余部分由Fe及不可避免的杂质构成，Mn及Mo的合计含有量为2.10质量％以下，Si及Ti的合计含有量为0.75质量％以上，S及O的合计含有量为0.030质量％以下，上述不可避免的杂质中P限制在0.020质量％以下，O限制在0.0100质量％以下。更优选是C：0.05～0.10质量％，Ti：0.05～0.16质量％。另外，在焊丝表面，每10kg焊丝附着0.01～1.00gMoS2。
本实施方式，是组合上述第2及第3实施方式而成的。即，本实施方式中，除了上述第1实施方式的效果外，还通过在焊丝中添加B，从而能够更加提高焊接金属部的韧性。另外，通过在焊丝中添加从由Nb、V、Al、Cr及Ni组成的群组中选择的1种或2种以上的元素，从而，能够更加提高焊接金属部的强度。本实施方式的上述以外的效果与上述第1实施方式相同。
还有，上述各实施方式中，列举了在焊丝表面附着MoS2的例子，不过，MoS2不是必须附着。另外，焊丝也可以由线材及包覆该线材周围的镀铜层构成。再有，也可以不在焊丝上形成镀铜层、且焊丝中不含有Cu。
[实施例]
以下，关于本发明的实施例的效果，与脱离本发明专利要求范围的比较例进行比较而进行具体说明。图4是表示焊接试验片的形状及尺寸的平面图及侧视图。如图4所示，作为母材，准备了长350mm、宽125mm、厚28mm的钢板11和长300mm、宽150mm、厚28mm的钢板12。钢板12上形成坡口角度35°的单边V形带垫板型(レ型)坡口。并且，平行配置钢板11及12，使钢板11及12的长边间形成7mm间隔。另外，在钢板12表面的长边方向中央部且距坡口10mm的位置设定焊道间温度测定位置T。并且，在钢板11及12的对置部分的内侧配置内垫板13。另外，在钢板12的长边方向两侧分别配置固定引板14，相互固定钢板11及12。还有，图4的侧视图中，固定引板14省略图示。
然后，使用用于多种气体保护电弧焊的焊丝(没有图示)进行坡口焊接。从而，在钢板11与钢板12之间形成焊道15。此时的焊接条件如表1所示。另外，所使用的焊丝组成如表2及表3所示。表2所示的各成分含有量及表3所示的MoS2以外的含有量的单位为[质量％]，表3所示的MoS2附着量的单位为[g/10kg]，即，每10g焊丝中的g数。还有，表2及表3所示的焊丝，包括在线材表面施以镀铜的焊丝和没有施以镀铜的焊丝两种，而只以焊丝整个质量中的Cu含有量(质量％)作为指标进行整理。
[表1]
焊接机 钢结构焊接机器人
焊接电源·极性 直流机、反极性
保护气体种类 CO2气体
保护气体流量 25升/分
焊丝直径 1.2mm
母材钢种 SN490C
热量输入 最大40kJ/cm
焊道间温度 最高350℃
焊接姿势 向下
焊丝突出长度 22～25mm
中途去除焊渣 无
[表2]
  No.  C  Si  Ti  Si+Ti  Mn  Mo  Mn+Mo  S  O  S+O  P
实施例   1  0.06  0.85  0.12  0.97  1.60  0.18  1.78  0.011  0.0065  0.0175  0.011
  2  0.02  0.95  0.14  1.09  1.45  0.25  1.70  0.015  0.0035  0.0185  0.005
  3  0.09  0.66  0.10  0.76  1.69  0.12  1.81  0.022  0.0072  0.0292  0.018
  4  0.07  0.75  0.05  0.80  1.52  0.15  1.67  0.013  0.0010  0.0140  0.002
  5  0.03  0.70  0.08  0.78  1.65  0.20  1.85  0.018  0.0025  0.0205  0.015
  6  0.04  0.90  0.11  1.01  1.41  0.29  1.70  0.025  0.0043  0.0293  0.008
  7  0.05  0.82  0.17  0.99  1.73  0.17  1.90  0.010  0.0098  0.0198  0.010
  8  0.10  0.68  0.07  0.75  1.55  0.11  1.66  0.020  0.0050  0.0250  0.019
  9  0.08  0.92  0.13  1.05  1.58  0.13  1.71  0.016  0.0074  0.0234  0.006
  10  0.06  0.87  0.18  1.05  1.63  0.34  1.97  0.006  0.0066  0.0126  0.012
  11  0.02  0.77  0.12  0.89  1.79  0.23  2.02  0.005  0.0019  0.0069  0.007
  12  0.05  0.71  0.15  0.86  1.49  0.31  1.80  0.009  0.0089  0.0179  0.004
  13  0.07  0.88  0.13  1.01  1.59  0.15  1.74  0.009  0.0055  0.0145  0.008
  14  0.08  0.77  0.16  0.93  1.49  0.18  1.67  0.013  0.0077  0.0207  0.012
  15  0.05  0.69  0.12  0.81  1.61  0.20  1.81  0.008  0.0030  0.0110  0.015
  16  0.06  0.92  0.10  1.02  1.57  0.24  1.81  0.018  0.0020  0.0200  0.005
比较例   17  0.01  0.75  0.11  0.86  1.55  0.20  1.75  0.015  0.0055  0.0205  0.005
  18  0.11  0.92  0.12  1.04  1.60  0.24  1.84  0.011  0.0026  0.0136  0.010
  19  0.05  0.61  0.07  0.68  1.75  0.15  1.90  0.009  0.0010  0.0100  0.015
  20  0.09  1.03  0.16  1.19  1.54  0.11  1.65  0.016  0.0034  0.0194  0.011
  21  0.10  0.80  0.04  0.84  1.45  0.13  1.58  0.014  0.0060  0.0200  0.008
  22  0.06  0.85  0.19  1.04  1.49  0.19  1.68  0.007  0.0095  0.0165  0.007
  23  0.03  0.67  0.07  0.74  1.66  0.28  1.94  0.006  0.0080  0.0140  0.004
  24  0.09  0.74  0.12  0.86  1.37  0.34  1.71  0.007  0.0060  0.0130  0.016
  25  0.08  0.68  0.15  0.83  1.82  0.20  2.02  0.022  0.0045  0.0265  0.018
  26  0.07  0.98  0.16  1.14  1.52  0.08  1.60  0.024  0.0005  0.0245  0.012
  27  0.06  0.67  0.14  0.81  1.50  0.36  1.86  0.016  0.0070  0.0230  0.009
  28  0.05  0.80  0.13  0.93  1.77  0.35  2.12  0.015  0.0023  0.0173  0.008
  29  0.08  0.81  0.12  0.93  1.66  0.25  1.91  0.004  0.0029  0.0069  0.007
  30  0.03  0.82  0.10  0.92  1.55  0.16  1.71  0.027  0.0015  0.0285  0.016
  31  0.02  0.86  0.11  0.97  1.44  0.22  1.66  0.008  0.0115  0.0195  0.019
  32  0.05  0.83  0.09  0.92  1.78  0.19  1.97  0.023  0.0090  0.0320  0.007
  33  0.05  0.94  0.07  1.01  1.60  0.15  1.75  0.009  0.0041  0.0131  0.022
  34  0.05  0.77  0.06  0.83  1.53  0.16  1.69  0.010  0.0028  0.0128  0.009
  35  0.06  0.69  0.10  0.79  1.46  0.29  1.75  0.012  0.0037  0.0157  0.011
  36  0.04  0.70  0.12  0.82  1.41  0.17  1.58  0.019  0.0078  0.0268  0.012
  37  0.03  0.72  0.15  0.87  1.70  0.14  1.84  0.018  0.0074  0.0254  0.003
  38  0.07  0.88  0.18  1.06  1.65  0.13  1.78  0.024  0.0058  0.0298  0.017
  39  0.07  0.86  0.16  1.02  1.61  0.22  1.83  0.017  0.0015  0.0185  0.013
  40  0.08  0.77  0.10  0.87  1.77  0.12  1.89  0.006  0.0022  0.0082  0.008
  41  0.06  0.89  0.13  1.02  1.68  0.18  1.86  0.020  0.0019  0.0219  0.010
[表3]
  No.     Cu   B   Nb   V   Al   Cr   Ni   MoS2
  实施例   1     0.20   不足0.0002   不足0.005   不足0.005   不足0.005   0.03   不足0.005   不足0.01
  2     0.25   不足0.0002   不足0.005   不足0.005   不足0.005   0.01   不足0.005   不足0.01
  3     0.11   不足0.0002   不足0.005   不足0.005   不足0.005   不足0.01   不足0.005   不足0.01
  4     0.05   不足0.0002   不足0.005   不足0.005   不足0.005   0.06   不足0.005   0.18
  5     0.29   0.0025   不足0.005   不足0.005   不足0.005   0.02   不足0.005   0.54
  6     0.16   0.0047   0.150   不足0.005   不足0.005   0.02   不足0.005   不足0.01
  7     0.21   不足0.0002   不足0.005   不足0.005   不足0.005   0.18   不足0.005   不足0.01
  8     0.01   0.0005   0.002   0.05   0.011   不足0.01   0.10   0.29
9 0.28 0.0040 0.050 0.01 0.110 0.05 0.05 不足0.01
  10     0.44   0.0015   不足0.005   0.16   不足0.005   不足0.01   0.02   0.77
  11     0.35   不足0.0002   0.009   不足0.005   0.180   0.03   0.16   0.98
  12     0.05   0.0037   不足0.005   不足0.005   不足0.005   不足0.01   0.01   不足0.01
  13     不足0.001   不足0.0002   不足0.005   不足0.005   不足0.005   不足0.01   不足0.005   0.15
  14     不足0.001   0.0020   不足0.005   不足0.005   不足0.005   不足0.01   不足0.005   0.05
  15     不足0.001   不足0.0002   0.052   不足0.005   不足0.005   0.03   不足0.005   不足0.01
  16     不足0.001   0.0038   不足0.005   0.11   0.050   不足0.01   0.05   不足0.01
  比较例   17     0.25   0.0040   不足0.005   不足0.005   不足0.005   不足0.005   不足0.005   0.05
  18     0.19   不足0.0002   不足0.005   不足0.005   不足0.005   不足0.005   不足0.005   0.02
  19     0.25   0.0022   不足0.005   不足0.005   不足0.005   不足0.005   不足0.005   0.15
  20     0.28   0.0050   不足0.005   不足0.005   不足0.005   不足0.005   不足0.005   0.25
  21     0.05   0.0020   不足0.005   不足0.005   不足0.005   不足0.005   不足0.005   0.35
  22     0.01   不足0.0002   不足0.005   不足0.005   不足0.005   不足0.005   0.01   0.45
  23     0.26   0.0019   不足0.005   不足0.005   不足0.005   不足0.005   不足0.005   0.65
  24     0.18   0.0035   不足0.005   不足0.005   不足0.005   0.05   不足0.005   0.50
  25     0.17   0.0044   不足0.005   不足0.005   不足0.005   不足0.005   不足0.005   0.78
  26     0.21   不足0.0002   不足0.005   不足0.005   不足0.005   不足0.005   不足0.005   0.90
  27     0.20   0.0048   不足0.005   不足0.005   不足0.005   不足0.005   0.02   0.04
  28     0.19   0.0022   不足0.005   0.05   不足0.005   不足0.005   0.15   0.15
  29     0.22   不足0.0002   不足0.005   不足0.005   不足0.005   不足0.005   0.01   0.10
  30     0.23   0.0005   不足0.005   不足0.005   不足0.005   不足0.005   不足0.005   不足0.01
  31     0.38   不足0.0002   不足0.005   不足0.005   不足0.005   不足0.005   不足0.005   不足0.01
  32     0.44   0.0026   不足0.005   不足0.005   不足0.005   不足0.005   不足0.005   不足0.01
  33     0.40   不足0.0002   不足0.005   不足0.005   不足0.005   不足0.005   不足0.005   不足0.01
  34     0.48   0.0002   0.080   不足0.005   0.080   不足0.005   不足0.005   不足0.01
  35     0.20   0.0053   不足0.005   不足0.005   不足0.005   不足0.005   不足0.005   0.88
  36     0.19   0.0044   0.220   不足0.005   不足0.005   不足0.005   不足0.005   0.26
  37     0.01   0.0041   0.010   0.23   不足0.005   不足0.005   不足0.005   0.15
  38     0.05   不足0.0002   不足0.005   不足0.005   0.210   0.15   不足0.005   0.11
  39     0.16   0.0039   不足0.005   不足0.005   不足0.005   0.23   不足0.005   不足0.01
  40     0.20   不足0.0002   0.110   0.01   0.010   0.02   0.25   0.05
  41     0.18   不足0.0002   不足0.005   0.15   不足0.005   不足0.005   不足0.005   0.11
并且，评价焊接中的(1)电弧稳定性及(2)飞溅发生量。另外，焊接结束后，根据数据图像处理评价(3)焊渣剥离性，另外，测量(4)焊渣生成量。再有，评价(5)焊接金属部的机械性质。再有，还调查(6)焊接金属部有无发生高温裂纹。这些评价结果如表4所示。下面，关于这些评价方法进行说明。
(1)电弧稳定性
电弧稳定性通过焊接中的官能试验评价。将焊渣没有妨碍电弧发生、扰乱电弧，电弧稳定性极好的情形判定为极好(◎)；将焊渣有些扰乱电弧，而电弧稳定性为不存在实用上问题的水平的情形判定为良好(○)；将那以外的情形判定为差(×)。还有，将由于焊丝进给不良引起而发生电弧紊乱的情形也判定为差(×)。
(2)飞溅发生量
飞溅发生量，焊接结束后回收附着在保护喷嘴上的飞溅，通过测定其质量而进行评价。将回收的飞溅量在3g以下的情形判定为良好(○)，多于3g的情形判定为差(×)。
(3)焊渣剥离性
焊接结束后，在图4所示的焊道间温度测定位置T测定的钢板表面温度冷却至250℃的时刻，对焊道15外观拍照。接下来，在计算机中读取其焊道外观照片，利用图像解析软件进行二值化处理，区别开焊渣自然剥离的区域和粘附着焊渣的区域。然后，利用上述图像解析软件，算出焊渣自然剥离的区域的面积和粘附着焊渣的区域的面积。然后，根据这些面积，求得焊渣剥离率。以焊渣自然剥离的区域的面积为a、以粘附着焊渣的区域的面积为b、以焊渣剥离率为R(％)时，由下述公式计算焊渣剥离率R。将焊渣剥离率R为15％以上的情形判定为良好(○)，将不足15％的情形判定为差(×)。
[公式1]
R＝a/(a+b)×100％
(4)焊渣生成量
关于焊渣生成量，也包括摄影焊道外观照片后自然剥离的部分，回收全部的焊渣，测定其质量并评价。将回收的焊渣质量为6g以下的情形判定为良好(○)，将超过6g的情形判定为差(×)。
(5)焊接金属部的机械性质
焊接金属部的机械性质的评价，通过拉伸试验测定强度，通过摆锤式冲击试验测定韧性。从图4所示的试验片中选取由JIS Z311规定的试验片，使其中心为焊道表面下10mm、焊接宽度中央部，供拉伸试验及摆锤冲击试验。还有，拉伸试验在室温(20℃)的氛围中进行。另外，摆锤冲击试验在0℃的氛围中进行，将3根试验片分别进行测定取其平均值作为评价值。然后，关于强度，将拉伸强度为490N/mm2(＝490Mpa)以上的情形判定为合格(○)，将其不足的情形判定为不合格(×)。另外，关于韧性，将摆锤冲击试验中的吸收能量为70J以上的情形判定为合格(○)，将其不足的情形判定为不合格(×)。
(6)高温裂纹
焊接金属部有无高温裂纹通过超声波探伤试验调查。
[表4]
  No.  电弧稳定性        飞溅量      焊渣剥离性      焊渣生成量    强度    韧性   高温裂纹
  生成量(g)   判定   剥离率(％)   判定   生成量(g)   判定  拉伸强度(Mpa)  吸收能量(J)
实施例   1    ○     2.0    ○     22    ○   3.2    ○     542     122   无
  2    ○     2.3    ○     21    ○   3.8    ○     552     110   无
  3    ○     2.6    ○     22    ○   4.0    ○     540     105   无
  4    ◎     1.9    ○     20    ○   4.2    ○     523     101   无
  5    ◎     1.8    ○     25    ○   3.6    ○     565     126   无
  6    ○     2.3    ○     18    ○   4.5    ○     556     109   无
  7    ○     2.5    ○     20    ○   5.0    ○     578     131   无
  8    ◎     1.6    ○     17    ○   4.9    ○     529     125   无
  9    ○     2.4    ○     16    ○   5.2    ○     592     106   无
  10    ◎     1.9    ○     16    ○   5.1    ○     582     130   无
  11    ◎     1.6    ○     18    ○   4.5    ○     590     118   无
  12    ○     2.4    ○     19    ○   3.9    ○     550     124   无
  13    ◎     1.9    ○     20    ○   3.5    ○     553     119   无
  14    ◎     2.2    ○     19    ○   3.9    ○     533     110   无
  15    ○     2.4    ○     18    ○   4.7    ○     549     119   无
  16    ○     2.4    ○     17    ○   5.0    ○     556     127   无
比较例   17    ◎     1.9    ○     19    ○   3.5    ○     475     88   无
  18    ○     2.8    ○     20    ○   3.6    ○     596     101   有
  19    ○     2.7    ○     21    ○   3.9    ○     482     86   无
  20    ◎     1.8    ○     15    ○   5.0    ○     577     54   无
  21    ×     5.4    ×     25    ○   3.0    ○     505     77   无
  22    ×     2.1    ○     10    ×   7.3    ×     554     110   无
  23    ×     5.6    ×     22    ○   4.5    ○     485     74   无
  24    ○     2.8    ○     22    ○   3.0    ○     470     49   无
  25    ×     1.9    ○     6    ×   9.2    ×     569     100   无
  26    ◎     1.7    ○     18    ○   4.2    ○     468     89   无
  27    ○     2.8    ○     12    ×   5.7    ○     606     94   无
  28    ×     2.4    ○     3    ×   9.6    ×     587     106   无
  29    ○     2.3    ○     5    ×   5.2    ○     536     98   无
  30    ×     2.5    ○     20    ○   4.5    ○     525     58   有
  31    ×     2.0    ○     13    ×   6.5    ×     516     66   有
  32    ×     2.2    ○     16    ○   5.9    ○     515     49   有
  33    ○     2.5    ○     18    ○   4.9    ○     524     78   有
  34    ×     2.7    ○     14    ×   7.0    ×     561     80   有
  35    ◎     2.0    ○     20    ○   5.1    ○     558     102   有
  36    ×     2.7    ○     6    ×   8.2    ×     592     56   无
  37    ×     2.8    ○     4    ×   7.6    ×     598     42   无
  38    ×     2.7    ○     10    ×   7.7    ×     600     32   无
  39    ×     2.5    ○     11    ×   6.9    ×     579     40   无
  40    ×     2.8    ○     12    ×   7.1    ×     570     90   无
  41    ×     4.9    ×     12    ×   5.5    ○     535     85   无
对表4所示的结果进行说明。No.1～16是本发明的实施例。实施例No.1～16中，各成分的含有量在本发明的范围内，因此，电弧稳定性优越，飞溅发生量少，焊渣剥离性良好，焊渣生成量少，焊接金属部的强度及韧性高，耐裂纹性良好。从而，获得优越的焊接作业性及焊接金属的机械性质。
与此相对，表4所示的No.17～41是比较例。比较例No.17，C过少而焊接金属部的强度不足。比较例No.18，C过剩而焊接金属部发生高温裂纹。比较例No.19，Si过少而焊接金属部的强度不足。比较例No.20，Si过剩而焊接金属部的韧性不足。比较例No.21，Ti过少而飞溅发生量多且电弧稳定性也差。比较例No.22，Ti过剩而焊渣发生量多且剥离性不好。另外，焊渣生成量多，焊渣的厚度增加，因此，电弧稳定性受损而不稳定。比较例No.23，Si及Ti的单独量没有问题，不过，Si及Ti的合计量过少，因此，强度不足，飞溅量增加，电弧不稳定化。比较例No.24，Mn过少而焊接金属部的拉伸强度及韧性都低。
比较例No.25，Mn过剩而焊渣量多，剥离性不好。另外，焊渣生成量多，焊渣的厚度增加，因此，电弧稳定性受损而不稳定。比较例No.26，Mo过少而拉伸强度低。比较例No.27，Mo过剩而焊渣剥离性不好。比较例No.28，Mn及Mo的单独量没有问题，不过，Mn及Mo的合计量过剩，因此，焊渣量多且剥离性不好。另外，焊渣量多，焊渣的厚度增加，因此，电弧不稳定。比较例No.29，S过少而焊渣剥离性不好。比较例No.30，S过剩而韧性低，同时还发生高温裂纹。另外，焊渣粒状化，厚度增加而损害电弧稳定性。
比较例No.31，O过剩而焊渣量增加且剥离性也降低。另外，焊渣的厚度增加，因此，电弧不稳定。再有，焊接金属中的夹杂物过剩而发生高温裂纹，韧性也低。比较例No.32，S及O的单独量没有问题，不过，S及O的合计量过剩而韧性低，同时还发生高温裂纹。另外，焊渣粒状化，厚度增加而损害电弧稳定性。比较例No.33，P过剩而发生高温裂纹。比较例No.34，Cu过剩，而焊渣量多且剥离性不好。另外，焊渣量多，焊渣的厚度增加，因此，电弧稳定性受损而不稳定。再有，还发生高温裂纹。比较例No.35，B过剩而发生高温裂纹。比较例No.36～No.40，分别是Nb、V、Al、Cr、Ni过剩，而焊渣量增加且剥离性下降。另外，焊渣的厚度增加，因此，电弧稳定性受损而不稳定。比较例No.36～No.39，焊接金属部的韧性也降低。比较例No.41，焊丝表面MoS2的附着时过剩，而供丝套管(conduit liner)等进给系统中MoS2堆积而堵塞，焊丝进给不稳定。其结果是，电弧稳定性受损，焊渣分布不均化而造成不好影响，焊渣的剥离性降低。另外，飞溅量也增加。

Claims (11)

1.一种用于气体保护电弧焊的实芯焊丝，其特征在于：含有0.02～0.10质量％的C、0.65～1.00质量％的Si、1.40～1.80质量％的Mn、0.005～0.025质量％的S、0.05～0.18质量％的Ti、0.10～0.35质量％的Mo及0.45质量％以下的Cu，剩余部分由Fe及不可避免的杂质构成，
Mn及Mo的合计含有量为2.10质量％以下，Si及Ti的合计含有量为0.75质量％以上，S及O的合计含有量为0.030质量％以下，
上述不可避免的杂质中的P限制在0.020质量％以下，O限制在0.0100质量％以下。
2.一种用于气体保护电弧焊的实芯焊丝，其特征在于：含有0.02～0.10质量％的C、0.65～1.00质量％的Si、1.40～1.80质量％的Mn、0.005～0.025质量％的S、0.05～0.18质量％的Ti、0.10～0.35质量％的Mo、0.45质量％以下的Cu及0.0015～0.0050质量％的B，剩余部分由Fe及不可避免的杂质构成，
Mn及Mo的合计含有量为2.10质量％以下，Si及Ti的合计含有量为0.75质量％以上，S及O的合计含有量为0.030质量％以下，
上述不可避免的杂质中的P限制在0.020质量％以下，O限制在0.0100质量％以下。
3.一种用于气体保护电弧焊的实芯焊丝，其特征在于：含有0.02～0.10质量％的C、0.65～1.00质量％的Si、1.40～1.80质量％的Mn、0.005～0.025质量％的S、0.05～0.18质量％的Ti、0.10～0.35质量％的Mo及0.45质量％以下的Cu，还分别含有0.20质量％以下的从由Nb、V、Al、Cr及Ni组成的群组中选择的1种或2种以上的元素，剩余部分由Fe及不可避免的杂质构成，
Mn及Mo的合计含有量为2.10质量％以下，Si及Ti的合计含有量为0.75质量％以上，S及O的合计含有量为0.030质量％以下，
上述不可避免的杂质中的P限制在0.020质量％以下，O限制在0.0100质量％以下。
4.一种用于气体保护电弧焊的实芯焊丝，其特征在于：含有0.02～0.10质量％的C、0.65～1.00质量％的Si、1.40～1.80质量％的Mn、0.005～0.025质量％的S、0.05～0.18质量％的Ti、0.10～0.35质量％的Mo、0.45质量％以下的Cu及0.0015～0.0050质量％的B，还分别含有0.20质量％以下的从由Nb、V、Al、Cr及Ni组成的群组中选择的1种或2种以上的元素，剩余部分由Fe及不可避免的杂质构成，
Mn及Mo的合计含有量为2.10质量％以下，Si及Ti的合计含有量为0.75质量％以上，S及O的合计含有量为0.030质量％以下，
上述不可避免的杂质中的P限制在0.020质量％以下，O限制在0.0100质量％以下。
5.一种用于气体保护电弧焊的实芯焊丝，其特征在于：含有0.02～0.10质量％的C、0.65～1.00质量％的Si、1.40～1.80质量％的Mn、0.005～0.025质量％的S、0.05～0.18质量％的Ti及0.10～0.35质量％的Mo，剩余部分由Fe及不可避免的杂质构成，
Mn及Mo的合计含有量为2.10质量％以下，Si及Ti的合计含有量为0.75质量％以上，S及O的合计含有量为0.030质量％以下，
上述不可避免的杂质中的P限制在0.020质量％以下，O限制在0.0100质量％以下。
6.一种用于气体保护电弧焊的实芯焊丝，其特征在于：含有0.02～0.10质量％的C、0.65～1.00质量％的Si、1.40～1.80质量％的Mn、0.005～0.025质量％的S、0.05～0.18质量％的Ti、0.10～0.35质量％的Mo及0.0015～0.0050质量％的B，剩余部分由Fe及不可避免的杂质构成，
Mn及Mo的合计含有量为2.10质量％以下，Si及Ti的合计含有量为0.75质量％以上，S及O的合计含有量为0.030质量％以下，
上述不可避免的杂质中的P限制在0.020质量％以下，O限制在0.0100质量％以下。
7.一种用于气体保护电弧焊的实芯焊丝，其特征在于：含有0.02～0.10质量％的C、0.65～1.00质量％的Si、1.40～1.80质量％的Mn、0.005～0.025质量％的S、0.05～0.18质量％的Ti及0.10～0.35质量％的Mo、还分别含有0.20质量％以下的从由Nb、V、Al、Cr及Ni组成的群组中选择的1种或2种以上的元素，剩余部分由Fe及不可避免的杂质构成，
Mn及Mo的合计含有量为2.10质量％以下，Si及Ti的合计含有量为0.75质量％以上，S及O的合计含有量为0.030质量％以下，
上述不可避免的杂质中的P限制在0.020质量％以下，O限制在0.0100质量％以下。
8.一种用于气体保护电弧焊的实芯焊丝，其特征在于：含有0.02～0.10质量％的C、0.65～1.00质量％的Si、1.40～1.80质量％的Mn、0.005～0.025质量％的S、0.05～0.18质量％的Ti、0.10～0.35质量％的Mo及0.0015～0.0050质量％的B，还分别含有0.20质量％以下的从由Nb、V、Al、Cr及Ni组成的群组中选择的1种或2种以上的元素，剩余部分由Fe及不可避免的杂质构成，
Mn及Mo的合计含有量为2.10质量％以下，Si及Ti的合计含有量为0.75质量％以上，S及O的合计含有量为0.030质量％以下，
上述不可避免的杂质中的P限制在0.020质量％以下，O限制在0.0100质量％以下。
9.如权利要求1～8中任意一项所述的用于气体保护电弧焊的实芯焊丝，其特征在于：C的含有量为0.05质量％以上。
10.如权利要求1～8中任意一项所述的用于气体保护电弧焊的实芯焊丝，其特征在于：Ti的含有量为0.16质量％以下。
11.如权利要求1～8中任意一项所述的用于气体保护电弧焊的实芯焊丝，其特征在于：在焊丝表面附着有MoS2，且每10kg焊丝的重量中含有MoS2的比例为0.01g/10kg～1.00g/10kg。
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